Sworzeń - grupa elementów złącznych

Sworzeń – konstrukcja i zastosowanie

Sworznie są to jedne z najczęściej stosowanych łączników, dzięki którym można scalać ze sobą kilka innych elementów i akcesoriów np. przy budowie maszyn. Należą do grupy tzw. elementów złącznych, bez których trudno wyobrazić sobie wiele dziedzin produkcji i sektora usługowego w wielu branżach.

Sworzeń, który ma zastosowanie m.in. w budowie różnego rodzaju maszyn, a jego głównym zadaniem jest łączenie przegubów i tym samym rozkładanie obciążenia na poszczególne części całości konstrukcji. Mają zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagany jest ruch pomiędzy konkretnymi elementami maszyny.

Sworznie mogą być wykonane z różnego rodzaju materiału. Najczęściej wykorzystuje się modele stalowe, choć na rynku nie brakuje też sworzni mosiężnych i aluminiowych, w zależności od potrzeb. Bardzo ważne, aby jego konstrukcja i wykonanie gwarantowały odpowiednią wytrzymałość na nacisk i ścinanie. Czym mocniejszy będzie nacisk na sworzeń, tym materiał, z jakiego został zrobiony musi być mocniejszy. Sworzeń może mieć różny typ łba. Najczęściej będzie to łeb walcowaty, występujących w kilku rozmiarach. Omawiany element łącznikowy pokryty jest również specjalną ocynkowaną powłoką, zwiększającą jego wytrzymałość. W praktyce bardzo często mówi się o tzw. połączeniach sworzniowych, przegubowych, a to dlatego, że sworznie są ważnymi elementami łącznikowymi i świetnie sprawdzą się wszędzie tam gdzie ruchome połączenie jest obligatoryjne, np. w elementach układu zawieszenia samochodów, czy elementach koparki i innych maszyn budowlanych.

Sworzeń – jakie wyróżniamy rodzaje?

Sworznie nie są jednolitymi elementami łącznikowymi i wyróżniamy kilka ich rodzajów. Nie mniej jednak, bez względu na ich podział, trzeba zauważyć, że każdy z takich łączników musi zostać wykonany z zachowaniem odpowiednich norm i posiadać specjalny certyfikat, dopuszczający do użytku. Tylko takie łączniki dają gwarancję prawidłowego działania.

Sworzeń musi uniemożliwić osiowe przesunięcie się danego elementu przy czym nie może też wypaść z otworu. Jest to możliwe dzięki jego konstrukcji, a mianowicie zastosowaniu odpowiednich pierścieni lub nakrętek. Warto dodać, że stosowane są też różnego rodzaju podkładki, które mają za zadanie jak największą redukcję wszelkich wstrząsów mogących powstawać w trakcie pracy maszyny. Takie sworznie, które posiadają różnego rodzaju zabezpieczenia są zwane sworzniami kształtowymi. To co dla nich charakterystyczne, to obecność różnokształtnych łbów po jednej stronie. Druga strona jest zazwyczaj gwintowana lub może zwierać otworek i specjalną zawleczkę.

Kolejnym typem są sworznie noskowe. Mogą występować w dwóch wariantach – bez otworu lub z otworem zawleczkowym. Przy wyborze odpowiedniego sworznia trzeba uwzględnić m.in. jego średnicę, która jest oznaczona literką „d”. Sworznie noskowe mogą mieć od 6 do 24 mm średnicy. Istotna jest też ich długość, która w przypadku sworzni o średnicy 6 mm może wynosić od 12 do 50 mm, a w przypadku sworzni o średnicy 24 mm, ich długość oscyluje od 45 do 160 mm.

Kolejnym typem sworzni są sworznie bez łba. Są to modele gładkie, które również występują w wersji pozbawionej otworu oraz w wersji z otworem zawleczkowym. W przypadku tego typu produktów warto również uwzględnić m.in. średnicę i ich długość. Sworznie bez łba mają średnicę od 3 do 50 mm. Najmniejsze trzymilimetrowe przedmioty mają długość od 6 do 50 mm, a te o średnicy 50 mm mają 75-250 mm długości.

Kolejnym typem są sworznie z małym łbem walcowatym występujące w wersji z otworem lub bez otworu. Średnica sworznia ma od 3 do 50 mm, przy długości odpowiednio 6-25 mm i 70-220 mm.

Kolejnym popularnym typem sworznia jest model z dużym łbem walcowatym. Występują w wersji z otworem zawleczkowym i bez otworu. Mają średnicę od 5 do 50 mm przy długości odpowiednio 16 do 50 mm i 100 do 220 mm. Na rynku dostępne są też sworznie z czopem gwintowym, dostępne w wersji bez otworu z zawleczką i z otworem. Co ważne mogą mieć dwa typy łbów – walcowaty, a następnie ścięty oraz sześciokątny. Średnica tego typu sworzni wynosi od 8 do 50 mm przy długości odpowiednio od 20 do 70 mm i 100 do 220 mm.

Sworzeń – do jakiego typu połączeń jest stosowany

Sworzeń jako część pośrednia wykorzystywany jest w połączeniach sworzniowych, które są typem połączeń rozłącznych ruchowych. Tego typu połączenia w zdecydowanej większości przypadków są wykorzystywane w łączeniu przegubów. W tego typu łączeniu w jednej części przegubu sworzeń może być wsunięty na sztywno, a w drugiej części pasowanie może być luźne. Dzięki temu mocowany element może obracać się wokół osi sworznia. W połączeniach sworzniowych istotne jest, aby wyliczyć jaka będzie wytrzymałość takiego połączenia. Po pierwsze chodzi o obliczenie wytrzymałości sworznia na ścinanie, a po drugie wytrzymałości na możliwe pojawiające się naciski. Przy ścinaniu naprężenie nie może być wyższe od tzw. współczynnika bezpieczeństwa, a  przy nacisku wartość nie może być wyższa niż maksymalny nacisk dopuszczalny. Wyróżniamy różnego typu obliczenia połączeń sworzniowych od przegubowych pasowych i niepasowych, po obliczenia połączeń utwierdzonych z jednej strony na różnych typach powierzchni – stożkowej, walcowatej i walcowatej odsadzonej.

Sworzeń – jaka jest podstawowa zasada działania tego elementu?

Podstawową zasadą działania sworznia jako elementu łączącego, znajdującego się w różnego rodzaju częściach konstrukcji maszyn jest odporność na różnorakiego rodzaju naciski i tzw. obciążenia zginające, które mogą mieć miejsce przy eksploatacji maszyny.

Klasyczny sworzeń ma walcowatą budowę i umieszcza się go wciskając w jedną część przegubu. Musi być on dopasowany i osadzony w taki sposób, aby działać jak zawias, z jednej strony trzymać element, a z drugiej posiadać odpowiedni luz, tak aby dać możliwość swobodnego obracania łączonego elementu względem własnej osi łącznika. Sworzeń przypomina niewielki pręt, który z jednej strony zakończony jest łbem o znacznie większej średnicy, aniżeli pozostała część korpusu. Dzięki takiej budowie łeb zabezpiecza go przed przemieszczaniem się w otworze, blokując na wcześniej zamierzonej wysokości. Po przeciwległej do łebka stronie sworznia w większości przypadków będzie znajdować się nakrętka lub zawleczka zabezpieczająca. Może zdarzyć się jednak tak, że sworzeń nie będzie posiadał elementu zabezpieczającego, w sytuacji gdy potrzebne będzie zastosowanie ciasnego pasowania sworznia.

Sworzeń – w jakich branżach stosowany jest powszechnie?

Sworzeń jest popularnym elementem łącznikowym stosowanym w bardzo wielu branżach. Znajdzie zastosowaniu w konstrukcjach różnych maszyn używanych w budownictwie i pracach remontowych. Stosuje się go w przemyśle motoryzacyjnym, a także w różnego rodzaju pracach przemysłowych, na halach produkcyjnych w konstrukcji maszyn. Bez niego trudno byłoby wyobrazić sobie prawidłowe działanie części ruchomych maszyn.

Sworznie są m.in. bardzo ważnym elementem układu zawieszenia samochodu, a konkretnie wahacza. Jego uszkodzenie lub wybicie może spowodować, że koło samochodu opartego na wielu wahaczach, mimo, iż będzie pozostawać na osi, może obracać się w dowolnym kierunku. Jeśli sworzeń ulegnie uszkodzenie w samochodzie jednowahaczowym, to koło nie tylko może obracać się w dowolną stronę, ale może też spaść z osi. Dlatego też warto obserwować  auto, i jeśli zostaną zauważone jakiekolwiek luzy na wahaczu, może oznaczać to, że sworzeń jest już wyeksploatowany i konieczna będzie jego wymiana. Uszkodzony sworzeń będzie sprawiał, ze słyszalne będą też stuki i dziwne odgłosy dochodzące z koła auta. Co więcej sworzeń jest na tyle istotnym elementem układu zawieszenia, że w przypadku jego uszkodzenia komfort jazdy będzie dużo gorszy, a kierowca może nie mieć do końca kontroli nad kołami auta, a tym samym nad tym, co dzieje się na drodze. Awaria tego elementu, nawet przy niewielkiej prędkości może doprowadzić do wypadku. Sworznie są także ważnymi elementami układu hydraulicznego maszyn budowlanych. Są również powszechnie stosowane w maszynach rolniczych.